Дизель-электрические подводные лодки

Дизель-электрическая подводная лодка (ДЭПЛ) — это класс подводных лодок, в котором для движения в надводном положении и для зарядки аккумуляторных батарей используются дизельные двигатели, а для движения в подводном положении — электродвигатели, питающиеся от этих батарей. ДЭПЛ являются наиболее распространённым типом неатомных подводных лодок в мире, сочетая относительно невысокую стоимость постройки и эксплуатации с высокой скрытностью на малых ходах под водой.

История развития

Зарождение концепции

Идея использования двух типов двигателей для подводного плавания возникла на заре подводного кораблестроения. Первые подводные лодки конца XIX — начала XX века (например, подводная лодка «Дельфин» — первая российская подводная лодка, принятая на вооружение в 1903 году) использовали бензиновые или керосиновые двигатели для надводного хода и электромоторы для подводного. Однако бензин был пожаро- и взрывоопасен, а керосин оставлял заметный дымный след. Дизельный двигатель, изобретённый Рудольфом Дизелем, оказался более безопасным, экономичным и мощным.

Первая мировая война

Первой подводной лодкой с дизель-электрической силовой установкой принято считать французскую «Ажерон» (Aigrette), спущенную на воду в 1904 году. Однако массовое внедрение дизелей произошло в годы Первой мировой войны. Германские подводные лодки типов U-31 и U-51, оснащённые дизельными двигателями, продемонстрировали высокую эффективность, совершая длительные боевые походы в Атлантику. Дизель позволял лодке быстро перемещаться в надводном положении, уходить от преследования и заряжать батареи, а под водой она использовала накопленную энергию для скрытного маневрирования.

Межвоенный период и Вторая мировая война

В 1930-е — 1940-е годы конструкция ДЭПЛ достигла технического совершенства. Немецкие подводные лодки типа VII и типа IX стали основой подводного флота Кригсмарине. Они обладали дальностью плавания до 15 000 км в надводном положении и могли находиться под водой до 24 часов на экономичном ходу. Советские подводные лодки типа «Щука» и типа «С» (средние) также активно строились и воевали. В этот период сформировалась классическая компоновка ДЭПЛ: прочный корпус, разделённый на отсеки, дизельные отсеки с двигателями, аккумуляторные ямы в нижней части корпуса и электромоторные отсеки.

Холодная война

В послевоенные годы, с появлением атомных подводных лодок (АПЛ), ДЭПЛ отошли на второй план в океанском противостоянии СССР и США. Однако они оставались востребованными для действий на мелководье, в прибрежных зонах, а также для флотов стран, не имевших ядерных технологий. В СССР были созданы такие известные проекты, как проект 613 (класс «Виски» по классификации НАТО) — самая массовая подводная лодка в истории (построено 215 единиц), и проект 641 (класс «Фокстрот») — океанская ДЭПЛ, отличавшаяся высокой автономностью. В 1970-е годы появились лодки проекта 877 «Палтус» (класс «Кило»), которые благодаря оптимизированной форме корпуса получили прозвище «Чёрная дыра» за исключительно малую шумность.

Современный этап

С 1980-х годов началось внедрение воздухонезависимых энергетических установок (ВНЭУ, или AIP — Air Independent Propulsion), которые позволяют ДЭПЛ находиться под водой без всплытия до нескольких недель. Первыми серийными лодками с ВНЭУ стали шведские типа «Готланд» (1995) и российские проекта 677 «Лада» (головная — «Санкт-Петербург», 2010). Однако из-за технических сложностей и высокой стоимости, классические дизель-электрические лодки без ВНЭУ продолжают строиться и эксплуатироваться во многих странах, включая Россию, Китай и Индию.

Устройство и принцип действия

Силовая установка

Основу силовой установки ДЭПЛ составляют:

• Дизельные двигатели — обычно среднеоборотные или высокооборотные, работающие на дизельном топливе. Они обеспечивают движение в надводном положении и приводят в действие генераторы.
• Главные гребные электродвигатели — электромоторы постоянного или переменного тока, вращающие гребной винт. Они обеспечивают движение под водой.
• Аккумуляторные батареи — свинцово-кислотные или, на современных лодках, литий-ионные. Они накапливают энергию, выработанную дизель-генераторами, и отдают её электродвигателям при подводном ходе.

Режимы работы

1. Надводный ход — лодка движется с помощью дизелей, которые одновременно вращают гребной винт и заряжают аккумуляторы. В этом режиме лодка уязвима для визуального и радиолокационного обнаружения.
2. Подводный ход — дизели заглушены, лодка движется на электромоторах, питающихся от батарей. Время непрерывного пребывания под водой ограничено ёмкостью батарей (обычно 2–4 суток на экономичном ходу, 1–2 часа на полном ходу).
3. Режим работы дизеля под водой (РДП) — с помощью выдвижного устройства (шноркеля) лодка может забирать воздух для дизеля, находясь на перископной глубине. Это позволяет заряжать батареи, не всплывая на поверхность, но демаскирует лодку из-за выхлопа и шума.

Компоновка

Корпус ДЭПЛ обычно состоит из прочного корпуса (выдерживает давление воды на глубине) и лёгкого корпуса (придаёт обтекаемую форму). Внутри прочный корпус разделён на отсеки водонепроницаемыми переборками. Типичная компоновка (на примере проекта 877):

• Носовой отсек: торпедные аппараты, запасные торпеды, гидроакустическая станция.
• Второй отсек: жилые помещения, каюты, камбуз.
• Третий отсек: центральный пост управления, перископы, штурманская рубка.
• Четвёртый отсек: дизель-генераторы.
• Пятый отсек: главные гребные электродвигатели.
• Шестой отсек: кормовые торпедные аппараты (на некоторых проектах), вспомогательные механизмы.

Классификация

По водоизмещению

• Малые (водоизмещение до 500 тонн) — для прибрежных действий, например, советские лодки проекта 615 (тип «М» — «Малютка»).
• Средние (500–1500 тонн) — наиболее распространённый класс, например, проект 613 или немецкие лодки типа 209.
• Большие (1500–2500 тонн) — океанские лодки, например, проект 641 или российский проект 636.3 «Варшавянка».
• Крейсерские (свыше 2500 тонн) — редкий класс, например, японские лодки типа «Сорю» (водоизмещение около 4200 тонн).

По назначению

• Многоцелевые — предназначены для борьбы с надводными кораблями и подводными лодками, разведки, патрулирования. Составляют основу флотов большинства стран.
• Ударные — оснащены крылатыми ракетами для поражения береговых целей. Пример: российские лодки проекта 636.3, способные запускать ракеты «Калибр».
• Десантные/транспортные — редкий тип, предназначенный для скрытной высадки диверсантов или перевозки грузов.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Низкая стоимость — постройка и эксплуатация ДЭПЛ в 2–5 раз дешевле, чем атомной подводной лодки.
• Малая шумность — на малых ходах под водой ДЭПЛ значительно тише АПЛ, так как не имеют постоянно работающих насосов и турбин. Это делает их идеальными для скрытного патрулирования.
• Манёвренность — ДЭПЛ могут быстро менять глубину и курс, что важно в мелководных районах.
• Независимость от ядерного топлива — не требуют сложной инфраструктуры для утилизации и перезарядки реактора.

Недостатки

• Ограниченное время подводного плавания — без ВНЭУ лодка вынуждена всплывать или использовать шноркель каждые 2–4 дня, что демаскирует её.
• Низкая подводная скорость — максимальная скорость под водой обычно не превышает 20–25 узлов, в то время как АПЛ могут развивать 30–40 узлов.
• Ограниченная дальность — при движении под водой на максимальной скорости батареи разряжаются за 1–2 часа.
• Уязвимость при всплытии — процесс зарядки батарей делает лодку уязвимой для авиации и противолодочных кораблей.

Современные проекты и перспективы

Российские проекты

• Проект 636.3 «Варшавянка» — модернизированная версия проекта 877, считается одной из самых малошумных ДЭПЛ в мире. Оснащена ракетным комплексом «Калибр-ПЛ». Строится серийно для Черноморского и Тихоокеанского флотов.
• Проект 677 «Лада» — перспективная ДЭПЛ с ВНЭУ на основе электрохимических генераторов. Планируется как замена «Варшавянкам», но пока не достигла серийного производства из-за проблем с доводкой.
• Проект 677Э «Амур» — экспортная версия «Лады», предлагается на международный рынок.

Зарубежные проекты

• Тип 214 (Германия) — экспортный хит, оснащён ВНЭУ на топливных элементах. Состоит на вооружении ВМС Германии, Греции, Португалии, Южной Кореи.
• Тип «Скорпен» (Франция/Испания) — многоцелевая ДЭПЛ, поставляется в Чили, Малайзию, Индию, Бразилию. Отличается модульной конструкцией.
• Тип «Сорю» (Япония) — крупнейшие неатомные подводные лодки в мире, оснащены двигателями Стирлинга в качестве ВНЭУ. Последние лодки серии перешли на литий-ионные батареи.

Перспективы развития

Основные направления развития ДЭПЛ включают:

• Внедрение литий-ионных аккумуляторов — они позволяют увеличить подводную автономность в 2–3 раза по сравнению со свинцово-кислотными, не требуя ВНЭУ. Япония и Китай уже применяют их на серийных лодках.
• Развитие ВНЭУ — помимо топливных элементов и двигателей Стирлинга, разрабатываются установки с замкнутым циклом (например, российская ВНЭУ на основе дизеля с рециркуляцией выхлопных газов).
• Роботизация — интеграция беспилотных подводных аппаратов (БПА) для разведки и расширения сенсорных возможностей.
• Снижение шумности — применение винтов с изменяемым шагом, насосных движителей, амортизации механизмов.

Интересные факты

• Самая массовая подводная лодка в истории — советский проект 613 (215 единиц), построенный в 1950–1960-х годах.
• Российская ДЭПЛ проекта 636.3 «Ростов-на-Дону» в 2015 году впервые в истории нанесла удар крылатыми ракетами «Калибр» по целям в Сирии из подводного положения.
• В 2023 году ВМС Индии объявили о планах построить 6 подводных лодок с ВНЭУ по проекту P-75I, оцениваемому в 5 миллиардов долларов.
• ДЭПЛ типа «Готланд» (Швеция) в ходе учений 2005 года «потопила» американский авианосец «Рональд Рейган», прорвав охранение, что продемонстрировало высокую эффективность малошумных лодок.

Источники

• «История подводного флота России» — коллективная монография под редакцией В.П. Кузина, 2006.
• «Подводные лодки. Конструкция и проектирование» — учебник для вузов, А.Н. Дмитриев, 2012.
• «Jane’s Fighting Ships 2023–2024» — ежегодный справочник по военно-морским флотам мира.
• «Современные дизель-электрические подводные лодки» — обзор в журнале «Зарубежное военное обозрение», №8, 2022.
• Открытые данные Министерства обороны РФ и ВМФ России (официальные пресс-релизы).